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鰻鱺模式游動的魚體變形曲率波的傳播特性研究
沈昊嫣; 朱博聞; 王智慧; 余永亮 中國科學院大學生物運動力學實驗室; 北京100049
關鍵詞：鰻鱺模式游動 七鰓鰻 主動彎矩波 曲率波
摘要：將鰻鱺模式游動的七鰓鰻簡化成材料性質均勻的變截面黏彈性梁,通過數值方法求解魚體在主動彎矩波(作為激勵的驅動波)的驅動下勻速游動時身體變形曲率波的傳播特性.結果表明,當主動彎矩的驅動頻率高于魚體結構基頻時,可以觀察到曲率波相對于驅動波存在相位滯后,且越靠近尾部滯后現象越明顯,這意味著曲率波的波速小于驅動波的波速,也間接地驗證了前人的實驗結果.通過參數研究發現,魚體變形曲率波與驅動波的波速比與表征流體黏性作用的雷諾數無關,而與表征驅動波和魚體材料屬性的無量綱激勵頻率、激勵波長及魚體黏性系數有關.對于鰻鱺模式游動的魚類,曲率波與驅動波的波速比隨著無量綱激勵頻率和波長的增大而降低,隨著魚體黏性系數的增大而增大.進一步研究發現,通過小擾動分析得到的組合相似性參數Π可以統一描述波速比與激勵參數、材料參數之間的關系.
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